220Kv降压变电所电气初步设计(共46页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第一部分:说明书第一章 设计任务1.1原始资料:1、 待设变电所在城市近郊,地势平坦,交通方便。2、 电源情况:待设变电所连着电力系统及两个220KV 发电厂。具体接线情况见连接电路图。3、负荷情况:(1)110KV 负荷:为开发区的炼钢厂,最大负荷为42MW ,功率因数为0.95,以两回线送出。(2)10KV 负荷情况表,预计10年内每年内增长率4%。序号用 户 名 称最 大 负 荷M W负 荷 性 质功 率 因 素1印 染 厂18I0952自 行 车 厂093机 械 厂214肉 联 厂245木 材 加 工 厂206建 材 厂06(3)最大负荷利用小时数,同时率
2、取0.94、气象及地质条件(1)年最高温度,年最热月平均温度,年最低温度。(2)平均雷电日50日/年,土壤电阻率500/M,地震烈度3级以下,海拔高度50m,无污染影响。1.2设计任务:1、选择变电所主变压器台数、容量及型式;2、设计变电所电气主接线,并论证其最佳接线方案;3、计算短路电流及选择主要电气设备;4、进行配电装置及电气总平面布置设计。5、进行防雷保护规划设计;6、进行互感器的配置7、进行继电保护规划设计8、10KV侧继电保护整定计算第二章 电气主接线 待设计的220KV变电所,电源部分由两电厂和系统供给,负荷110KV侧负荷炼钢厂和10KV侧印染厂,自行车厂,机械厂等共7个负荷,这
3、些负荷类型均为I类负荷,因此该变电所的供电可靠性尤其重要。2.1 220KV侧接线:220KV侧是变电所的电源部分,若发生故障将使整个变电所包括由变电所供给的所有一类负荷都会停电,这是不满足供电可靠性的,因此该侧接线首先要满足可靠性准则要求,因此拟定了三种主接线方案可供选择:方案一:采用单母线分段接线方式:(1)单母线分段接线特点:优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同处引出两个回路,有两个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故障检修时,该段都要在检修内停电,2)当双线为双回路
4、时,常使架空线路出现交叉跨越。3)扩建时需向两个方向均衡扩建。(2)这种接线适用范围:1)610KV配电装置出线回路数为6回及以上时。2)3563KV配电装置出线回路数为48回时。3)110220KV配电装置出线回路线为34回时。方案二:双母线接线方式:这种接线方式特点:优点:1)供电可靠; 2)调度灵活;3)扩建方便; 4)便于试验。缺点:1)增加一组母线和使每回路需增加一组母线隔离开关; 2)当母线故障和检修时,隔离开关作为倒换操作电气容易误操作。为避免隔离开关操作,需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。这种接线适用范围是:1)610KV配电装置,当短路电流较大,出线需带电抗器时。2)35
5、63KV配电装置,当出线回路超过8回时:或连接电源较多,负荷较大时。3)110220KV配电装置出线回路数为5回及以上时,或当110220KA配电装置,在系统中居重要地位,出线回路数为4回及以上时。 方案三:双母线带旁路接线方式:这种接线方式基础上,增设一条旁路母线,为了是保证用双母线的配电,在进出线断路器检修时(包括其保护装置的检修和调试),不中断对用户的供电。综合以上分析,对于该变电所220KV主接线,采用方案2,双母线接线方式,这种接线方式可靠性高,且无母联断路器操作问题和旁路操作等问题,因此确定双母线接线方式为220KV主接线方式。2.2 110KV侧接线:110KV侧主要供电给炼钢厂
6、,该负荷为I类负荷,用双回路通电,因此可靠性也十分重要,拟定三种方案:方案一:单母线方式:这种接线方式特点是:优点:1)各类单元直接并列,有利于电源的相互备用和电源间负荷的合理分。2)本单元均经断路器和隔离开关接至公共联接点心-汇流母线,其正 常投切与故障切除互不干扰、灵活方便,具有完全独立性。3)接线简单,清晰,设备量少,经济实用。缺点:1)母线范围内发生故障时,与母线相联的所有电源回路均需切除,全部负载中断供电使整个装置在修复间停止工作。2)母线式母线隔离开关在停电检修期间,整个装置停止供电。3)各接线单元的断路器检修时,该单元中断工作。方案二. 单母分段:这种接线的特点:优点:1)用断路
7、器把母线分段后,对重要用户可以从不同引出两个回路,有个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故障检修时,该段都要在检修内停电;2)当双线为双回路时,常使空线路出现交叉跨越。3)扩建时需向两个方向衡扩建。 这种接线适用范围:1)610KV配电装置出线回数路为此回及以上时。2) 3563KV配电装置出线回路数为48回时。3)110220KV配电装置出线回路线为34回时。方案三、 采用内桥式接线:这种接线特点:这种接线为无母线接线,因此可节省一条母线,但要增加断路器,接线如下图。这种内桥接线,使出线
8、断路器投切方便,但当一台变压器发生故障时,断开与变压器相联的两断路器,使相关线路短时退出工作,这种接线一般用于线路较长和变压器不经常切换情况。综合以上分析,对该变电所110KV主接线,最终确定为单母线分段接线方式。2.3 10KV接线方式:10KV侧负荷有六个工厂均为I类负荷,因此供电可靠性仍然十分重要,拟定三种接线方式:方案一、 单母线:这种接线方式特点是:优点: 1)各类单元直接并列,有利于电源的相互备用和电源间负荷的合理分配;2)本单元均经断路器和隔离开关接至公共联接点心-汇流母线,其正常投切与故障切除互不干扰、灵活方便,具有完全独立性。3)接线简单,清晰,设备量少,经济实用。缺点: 1
9、)母线范围内发生故障时,与母线相联的所有电源回路均需切除,全部负载中断供电使整个装置在修复间停止工作。2)母线式母线隔离开关在停电检修期间,整个装置停止供电。3)各接线单元的断路器检修时,该单元中断工作。方案二、 单母线分段:单母线分段接线特点:优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同引出两个回路,有个电源供电。2)当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故障检修时,该段都要在检修内停电;2) 当双线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。3) 扩建时需向两个方向均衡扩建。方案三、 双母线:这种接线
10、方式特点:优点:1)供电可靠;2)调度灵活;3)扩建方便;4) 便于试验;缺点:1)增加一组母线和使每回路需增加一组母线隔离开关;2)当母线故障和检修时,隔离开关作为倒换操作电气容易误操作。为避免隔离开关操作,需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。这种接线适用范围是:1)610KV配电装置,当短路电流较大,出线需带电抗器时。2)3563KV配电装置当出线回路超过8回时:或连接电源较多,负荷较大时。3)110220KV配电装置出线回路数为5回及以上时,或当110220KA配电装置,在系统中居重要地位,出线回路数为4回及以上时。综上所述分析:从供电可靠性和灵活性、经济性几方面考虑最终确定10KV侧
11、主接线为单母线分段。2.4 变电所总体电气主接线:经过三个电压等级电气主接线的选技组合成为变电所的总体电气主接线,见图10。图10变电所电气主接线第三章 主变压器的选择3.1 变压器台数选择:本变电所肩负荷七个工厂各变电工作,这些负荷为类负荷,因此该变电所供电可靠性十分重要,为保证供电可靠性,避免一台主变故障或检修时影响供电,因此本变电所确定为两台主变。因本变电所有三个电压等级,分别为220KV、110KV和10KV,因此要求变压器采用三绕组变压器。当采用三绕组主变可直接在两面个以上升压级之间传输功率,以满足电网在不同运行状况下的潮流分布要求,提高供电的可靠性和灵活性。此外,一台三绕组变压器代
12、替两台甚至三台双绕组变压器可节约本体设备费用。3.2 主变容量选择:主变容量应根据电力系统510年发展规划进行选择,根据公式SH=0.7Pm来计算变压器的容量,其中Pm,(为按负荷等级统计综合用电负荷,为同时率)。最后结合计算出的SH值和设计要求,该变电所有三个电压等级,因此最终选定变压器为太原变压器厂生产型号为:SFSZ940000/220的三绕组变压器。详细计算过程见计算书。所选变压器参数:型号:SFSZ940000/220;额定容量(KVA)额定电压(KV)联结组标号空载损耗KW负载损耗KW空载电流短路阻抗高中低高中中低高低4000022012110.5YNyn0d1143.71891.
13、1%12-147-922-24外型尺寸:;重量:84670;轨距:14352000;三绕组有载调压电力变压器。第四章 短路电流计算根据设计的变电所电气主接线,给出等值网络图,采用标么值计算,取:,则网络中各元件的阻抗标么值如图所示。为了选择各级电压的导体和电气设备,选择计算短路点、计算各短路点的短路电流,计算过程详见计算书,计算结果见表。表短路电流计算结果表短路点编号支路名称220KV母线短路12.6KA12.7KA12.06KA11.803KA11.764KA11.761KA11.76KA10KV母线短路17.676KA17.676KA17.67KA17.696KA17.696KA17.69
14、9KA17.696KA110KV母线短路2.612KA2.597KA2.597KA2.597KA2.615KA2.615A2.615KA第五章 导体和电器设备选择5.1 选择导体和电器遵循的原则: (1) 所选导体和电器力求技术先进,安全适用,经济合理,贯彻以铝代铜,节约占地等国策。(2) 在选择导体和导体和电器时,应接正常工作条件进行选择,并按短路情况校验其动稳定和热稳定。迟钝满足正常运行,检修和短路情况的要求。(3) 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,按本工程的设计规则容量计算,并考虑电力系统的运景以展规划。按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行计算。(4) 为
15、了便于维修,减少备品,备件的型号,设计时同一电压等级下的导体和电器尽量采用同一品种。(5) 所选的导体和电器,应按当地的气温,风速,覆冰,海拔等环境条件校核。5.2 导体和电器设备选择:详细计算过程见计算书选择结果见表1-2。表1-2:220KV变电所导体和电器选择表电压等级(KV)项目名称220KV110KV10KV主变压器1#和2#变压器为太原变压器厂生产的三绕组变压器:SFSZ9(SFPZ9)40000/220型结线方式双母线方式单母线分段方式单元母线分段方式布置形式高型中型中型进线回路数422出线回路数2212出线方式导线架空出线架空出线主要设备型号母线LMY-220LMY-110LM
16、Y-10断路器LW(SFM)-220LW (SFM)-110隔离开关GW4-220Gw4-110套管绝缘CWL-10/1000避雷器FCZ-110JFZ-35电压互感器JDC-220JDC6-110JSW-10电流互感器LB1-220LB1-110LB-10电压互感器和电压互感器的配置为初步配置,后面还需和继电保护配合。初步定220KV配置的电压互感器为单相串级油浸式全密封互感器:JDC-220;110KV配置的电压互感器为单相三绕组户外用串级油浸式全密封互感器: JDC6-110;10KV配置一台三相五柱式的电压互感器,其型号为JSW-10。初步定220KV电流互感器的型号为:LB1-220
17、;110KV电流互感器的型号为:LB1-110;10KV电流互感器的型号为:LB-10。第六章 变电所配电装置6.1 220KV屋外配电装置:根据220KV主接线的确定方案,220KV母线采用双母线方式,因此从节省变电所厂地等方面的考虑:认为采用高型布置配电装置更为合理。即母线都在不同的高层上的方式。其配置见附图1(a);平面布置图见附图1(b);剖面图见附图1(c)。6.2 110KV屋外配电装置:根据110KV主接线方案,110KV母线采用单母线方式,因此从简单布置方面考虑,采用中型布置配电装置的方式,即除母线在高处外。其它设备均在同一高层的布置方式。其配置见附图2(a);平面布置图见附图
18、2(b);剖面图见附图2(c)。6.3 10KV屋内配电装置:根据10KV侧主接线方安案,10KV侧母线采用单母线分段型式,其配置方式为屋内高压开关柜式配置,其配置图见附图3。10KA采用手车封闭式高压开关柜,将柜内主要设备(例如断路器)装置配在特制的小车上,检修这些设备时,只要按定操作程序将小车拉出,再用同型的备用小车推入,便可迅速恢复送电,并可在柜外方便检修,由于通常不需进入柜内检修设备,加上用插入式隔离触头代替隔离开关,柜体尺较固定式为缩小。6.4电气总平面布置:见图10。第七章 变电所防雷保护设计7.1 避雷针的布置及保护范围计算:避雷针是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过
19、电压的主要设施。变电所借助屋外配电装架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的保护网来实现。厂房、主控室和屋内配电室采用屋顶上的避雷带进行防雷。由变电所总平面布置图知,变电所长100m,宽80m。宜设置( 8)个避雷针,其中1#8#避雷针设立在变电所门型架上,这样即可减少避雷针长度,又可增大保护范围。具体设立地点见附图4:变电所220KV配电装置直击雷保护范围图,详细的避雷雷针保护范围计算详见计算书。7.2 各电压等级的避雷器选择:避雷器是发电厂,变电所防护雷电侵入波的主要设施。应根据被保护的绝缘水平和使用条件,选择避雷器的型式,额定电压等,并根椐使用情况校验所选避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。氧
20、化锌避雷器的工频电压参数和通流能力应满足以下要求:1)氧化锌避雷器的额定电压应大于电网工频过电压。2)氧化锌避雷器最高持续工作电压应大于电网的最高运行相电压。3)氧化锌避雷器通流能力应满足电网向避雷器的放电能量。(1)220KV侧避雷器选取择:220KV超高压配电装置,应选择氧化锌(En0)避雷器,即作限制雷电过电压保护,又作为限制操作过电压的第二线保护,并且以它的保护水平作为电气设备绝缘配备的基础。按以上要求,计算220KV电网的实际参数:电网最高运行相电压有效值为:KV电网最大工频过电压有效值为:母线侧:1.3KV电网2ms方波电流按下式估算:(KA)式中:,根据规程220KV系统内过电压
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- 220 Kv 降压 变电所 电气 初步设计 46
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